A análise estrutural é fundamental para um projeto arquitetônico 100% seguro. A partir do BIM, essa etapa dentro da indústria construtiva ficou muito mais integrada e rápida para a construção de instalações e edificações com desempenho muito superior.
Entenda neste post, o que é BIM e o que essa metodologia permite para os resultados da análise estrutural.
A importância do BIM nos projetos estruturais
O Building Information Modeling atinge o setor construtivo como um todo. Com essa metodologia, é possível projetar de forma mais econômica, rápida e segura desde o projeto arquitetônico aos complementares e também o projeto estrutural de uma edificação, instalação ou obra de infraestrutura.
O BIM fornece condições para todas as disciplinas envolvidas no setor AECO para planejar, projetar, construir, gerenciar e operar.
Os profissionais colaboram a partir de um modelo virtual preciso, onde os dados são compartilhados nas diferentes partes do projeto, bem como na pós-conclusão da obra.
Antes do BIM, quando se falava em projetos arquitetônicos e projetos estruturais, o processo era todo realizado em separado. Muitas vezes, esse sistema de trabalho pouco integrado resultou em grandes erros que só foram descobertos já na etapa da execução da obra, provocando grandes prejuízos.
A partir do BIM, essa estrutura de trabalho mudou porque todas as informações estão disponíveis em um único modelo tridimensional (modelo federado), carregado com um banco de dados, onde estão todos os elementos de cada projeto. Os objetos vão se relacionar parametricamente, vinculando todas as informações do modelo.
Representações gráficas digitais
A partir de representações gráficas, é possível gerar gêmeos digitais que vão apresentar todos os dados e permitir análises de desempenho com simulações antes da edificação física, além de indicar possíveis problemas e incompatibilidades de projetos antes do início da obra.
Além disso, também vai auxiliar no que se refere aos quantitativos e qualidade da obra, com estimativas de custos, necessidade de prazos e aquisição de componentes.
Para o projeto estrutural com o BIM, há ferramentas disponíveis para alteração de formas geométricas em formas modeladas, de modelagem paramétrica, cálculo automático de movimentação de solo, quantificação de terraplenagens, etc.
Com essas ferramentas, os engenheiros poderão realizar uma aperfeiçoada investigação de força, estabilidade e rigidez da estrutura para suportar a carga prevista com segurança.
Outro ponto importante do uso do BIM no projeto estrutural é garantir mais segurança no entendimento das representações gráficas.
O que é análise estrutural?
A análise estrutural vai envolver a determinação dos efeitos das cargas sobre as estruturas físicas, bem como seus componentes. Por isso, realizar a interligação entre modelo físico e estrutural é de suma importância e utilidade.
Com o BIM, o modelo analítico é criado automaticamente quando cria-se o modelo físico e pode ser exportado por aplicativos de análises e projetos.
No projeto estrutural em BIM, é possível realizar a análise estrutural envolvendo toda uma padronização de componentes estruturais. Nesta análise, será estudado todo o material utilizado e realizados cálculos de toda a estrutura e resistência da edificação ou instalação.
No BIM, o modelo analítico é uma representação tridimensional da descrição completa do modelo físico estrutural. Esse modelo consiste em componentes estruturais, geometrias, propriedades, que vão formar juntos o sistema estrutural.
No modelo analítico todas as informações são absorvidas para serem transmitidas para realização do cálculo estrutural, para a execução de obras com segurança.
Na investigação da análise estrutural estarão análises das cargas (permanentes e acidentais), cálculos das cargas e as tensões que atuam em uma edificação.
Nestas análises também serão realizados os cálculos das forças e os tipos de solicitação (tração, flexão, ou torção) que exigem em uma obra.
Na análise estrutural vão constar os pilares estruturais, elementos com vigas, pisos e paredes estruturais, bem como os diversos elementos da fundação estrutural.
Na análise estrutural serão acrescidos:
- Propriedades materiais físicos;
- Cargas externas: ação dos ventos ou outras cargas impostas;
- Efeitos de ações acidentais;
- Posições relativas ao próprio elemento estrutural;
- Definições de apoio e articulação, etc.
Softwares para análises estrutural
Outro ponto crucial do BIM é a interoperabilidade. Ainda que sejam soluções isoladas não atingindo os projetos de forma totalmente integral, diversos softwares dão suporte para a metodologia BIM no que se refere à análise estrutural.
Essas soluções vão garantir cálculos precisos e evitar que os engenheiros tenham que fazer cálculos manuais. Atualmente, os softwares são mais que úteis para contabilizar e analisar as cargas pontuais e cargas distribuídas em uma estrutura ou projeto de forma muito precisa.
Conheça alguns softwares utilizados para projeto e análise estrutural:
Scia Engineer
Por meio de uma interoperabilidade do Archicad com SCIA Engineer (Nemetscheck), é possível realizar a análise estrutural de forma bem rápida.
O software vai ler o modelo da forma como é apresentado no Archicad, com geometria, nós, barras, superfícies e apoios, etc. Então, o engenheiro pode fazer os carregamentos de carga, analisar o modelo e escolher os parâmetros para cálculos, e pedir para rodar o cálculo estrutural.
TQS
Por meio de uma integração com o Revit, o sistema CAD/TQS permite o desenvolvimento de projetos estruturais de concreto armado, pré-moldado e alvenaria estrutural.
Com os softwares do sistema integrado, é possível realizar a modelagem, cálculo, análise estrutural de cada elemento de um projeto estrutural, dimensionamento de peças (vigas, lajes, pilares e blocos de fundação, etc), detalhamento das armaduras, emissão de plantas finais, etc.
Eberick
Tem múltiplas funções que passam pela modelagem, análise de estruturas e dimensionamento em estruturas em concreto armado ou materiais mistos.
Sua interface é intuitiva e está em ambiente CAD, porém, permite que o modelo gerado possa ser visualizado em pórtico 3D.
Bentley
A Bentley tem uma suíte combinada de softwares para realização de análises estruturais, denominado Structure Entreprise.
Com os apps STAAD, RAM e Microstran, é possível modelar, analisar e projetar com eficiência estruturas de todos os portes.
Pesquisas sobre uso do BIM
O BIM representa um grande impulso também nos setor de infraestrutura, que é muito importante para a economia do país, porque garante resultados mais assertivos para obras grandiosas e de grande complexidade.
Segundo dados de uma pesquisa da empresa de consultoria KPMG, 50% dos 91 empresários do setor de infraestrutura consultados relataram crescimento no faturamento mesmo durante a pandemia. Para eles, a expectativa é que o setor tenha um aumento de 10% a 25% nas receitas também neste ano.
Com uso do BIM, que é um grande protagonista da Construção 4.0, e que permite uma otimização dos recursos, essas expectativas tendem a se confirmar. Segundo uma pesquisa da Dodge Analytics, realizada em conjunto com a Autodesk, houve um crescimento expressivo do uso do BIM em projetos de infraestrutura nos últimos anos em nível mundial.
Dados apontados pela consultoria McGraw-Hill confirmam esse crescimento. Pelas informações da empresa, na última década (2010-2020), o número de empresas de engenharia que usam o BIM cresceu e já ultrapassa os 65%.
Além disso, segundo um dado da ABDI (Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial), se metade das empresas do setor construtivo do Brasil adotarem o BIM entre 2020 e 2030, a projeção é que a construção civil brasileira sofrerá um crescimento de ao menos 7%.
Conclusão
O uso do modelo analítico do BIM é um grande elemento de assertividade para os engenheiros estruturais e o setor de modo geral. Incorporar esses fluxos e ferramentas BIM no projeto e análise estrutural vai trazer benefícios que vão alçar os resultados a um patamar muito superior, tanto no que se refere aos cálculos quanto ao desempenho. Vale apostar.
